kompresní poměr motoru

Jedním z faktorů, které nejvíce ovlivňují chod motoru, je bezesporu kompresní poměr. To je fakt, který do značné míry určuje jeho tepelný výkon. Tedy způsob, jakým využívá energii ze spalování k její přeměně v pohyb.

Upřímně řečeno, jde o to vztah to existuje mezi hlasitostí směsi vzduch/palivo při stlačení a její objem jednou to skončí vybuchla. I když abychom byli přesní, u dieselových motorů se stlačuje pouze vzduch, protože nafta se vstřikuje až poté.

kompresní poměr vyjádřeno jako dvě čísla které nám umožňují měřit poměr. Například: 10 1, 11 1, 12 1, 14 1 Nebo ať je to jakákoliv hodnota, což znamená pouze to, že se směs po spálení roztáhne 10, 11, 12 nebo 14krát. Čím větší je rozdíl mezi dvěma porovnávanými objemy, tím větší tepelný výkon bude mít motor, protože využije jeho rozšíření k vytvoření pohybu.

Vysoký nebo nízký kompresní poměr

Jakmile je toto známo, nejpřirozenější otázkou je: proč nemají všechny motory velmi vysoký kompresní poměr? Proč se mnoho lidí spokojí s nízkým poměrem 10 ku 1, protože by byli mnohem efektivnější, kdyby byl vyšší?

Abyste tomu porozuměli, musíte znát dvě velmi jednoduchá fakta, která jsou však rozhodující:

• vlastní detonace: Existuje maximální tlak, kterému může být směs vzduchu a paliva vystavena, aniž by sama o sobě detonovala. Pokud je tento limit překročen dříve, než píst dosáhne vrcholu, dojde předčasně k explozi a motor může být vážně poškozen.
• kompresní tlak: je tlak, kterého směs dosáhne, když je píst v nejvyšší části své dráhy. Pokud vstřikujeme málo směsi v tomto objemu, tlak bude nízký a pokud vstřikujeme hodně, bude vyšší. Takže pochopíte, že existuje limit paliva, které lze do toho prostoru vložit, aniž by došlo k výše zmíněnému jevu samodetonace.

Pokud jste si tyto pojmy již osvojili, pochopíte to kompresní poměr nemůže být u žádného modelu vysoký. Existují motory, které dokážou do svých spalovacích komor vložit velké množství paliva. V nich by bylo vše v pořádku, pokud by nebyl příliš sešlápnut plynový pedál, protože by se vstřikovalo málo směsi. Problém by nastal při silnějším sešlápnutí akcelerátoru, v tomto okamžiku by byla směs příliš hojná a došlo by k předčasnému samovznícení vlivem nadměrného kompresního tlaku.

Řešení je jasně vidět v turbomotorech, V kompresní poměr je záměrně snížen. Vzhledem k tomu, že do válců dávají stlačený vzduch, aby v tomto prostoru mohly spálit více paliva, nemohou mít vysoký kompresní poměr, protože by došlo k předčasnému samovznícení.

Abychom to viděli, můžeme se podívat na kompresní poměr některých modelů hodně záleží na typu motoru:

• Seat León 2020 1.5 EcoTSI 150 k: má přeplňovaný benzínový motor a má kompresní poměr 10,5:1.
• Toyota GT86 2016: Má atmosférický motor a má kompresní poměr 12,5:1.
• Mazda 3 Skyactiv-G 2.0 s výkonem 122 k: má také atmosférický motor a jeho kompresní poměr je 13:1.

Kompresní poměr a oktan

Také oktanové číslo paliva výrazně ovlivňuje kompresní poměr, se kterým lze motor nastavit. Tato vlastnost se vztahuje k tlaku, který můžete vyvinout na palivo, než dojde k jeho samodetonaci. U benzínu jsou to čísla, která vidíte na všech čerpacích stanicích: 95 nebo 98.

starší je toto číslo, nese větší tlak nevybuchlé palivo. Takže motory využívající benzín 98 lze bez problémů optimalizovat s vyšším kompresním poměrem. Například Honda Type R používá benzín 98 pro charakteristiku svého přeplňovaného motoru 2.0 o výkonu 320 k.

Kompresní poměr u dieselových a benzínových motorů

Jedním z důvodů je motor nafta je účinnější než benzín kompresní poměr je vyšší. Normální je, že u turbodieselů je to mezi 15 ku 1 a 17 ku 1, i když se najdou i motory do 24 ku 1.

Tohoto vztahu lze dosáhnout díky tomu, že dieselové motory fungují úplně jinak než benzín. Nezapalují směs paliva a vzduchu jiskrou ze zapalovací svíčky, ale naopak stlačit vzduch k následnému vstřikování nafty kde vybuchne tlakem bez jakéhokoli systému, který to vyvolá.

Logicky jsou zkalibrovány tak, aby to udělaly ve správný čas, tedy když je píst úplně nahoře a je čas jít dolů. To znamená, když kompresní fáze skončila a expanzní fáze začíná v rámci cyklus čtyřdobého motoru. Ne jako když směs předčasně samovybuchne s následným poškozením motoru.

Cetan ne oktan

V případě dieselu údaje, které zajímají Není to oktan, ale cetan. Jaká je hodnota, která určuje čas potřebný k výbuchu paliva, protože je pod tlakem. V případě vznětového motoru je to doba, za kterou dojde k detonaci od okamžiku, kdy je vstříknut do vzduchu, který byl předtím stlačen.

Dnes prodávaná nafta má cetanové číslo Mezi 51 a 55. Čím vyšší je toto číslo, tím dříve dojde k detonaci a tím menší zpoždění bude ve spalovací komoře k získání energie. Něco, co některé petrochemické společnosti používají jako komerční tvrzení, aby se zákazníci rozhodli pro jejich čerpací stanice.

Minimální komprese vznětového motoru

Existuje koncept, který je také zajímavý o vznětových motorech, a to je vše vyžadují minimální kompresi. Pokud nedosáhnou určité úrovně, nebudou moci zapnout diesel a nebudou fungovat. Jinými slovy, pokud dojde ke ztrátě příliš velkého tlaku, např pístní kroužky nebo ventily, motor ani nenaskočí.

To se u benzínového motoru nestane, protože to, co zapálí směs vzduchu a benzínu, je jiskra zástrčky. To neznamená, že neztratí tlak tam, kde unikne, jakmile dojde k detonaci. Tak to bude fungovat, ale ztratí účinnost a výkon tím, že nebude moci dobře využít energii.

Výjimka z normy

Existuje jedna výjimka z tohoto rozdílu mezi benzínem a naftou, kterou vyvinul mazda: Skyactiv-X 2.0 180 koní. Tento benzinový motor má provoz na půli cesty mezi dieselovým a benzinovým motorem. detonace paliva je vyrobeno částečně kompresí a zapalovacími svíčkami. Proto má kompresní poměr 16,3 1 což je srovnatelné s mnoha diesely. Například: BMW 320d 2019 má poměr 16,5 ku 1, Audi A4 2020 TDI 40 15,5 1 a Mercedes třídy C 220d 2018 také.

Značka tedy avizuje spotřebu blízkou dieselu s podobnou úrovní výkonu (180 k), ačkoliv jde o atmosférický benzin.

Variabilní kompresní poměr

Zde se dostáváme k řešení, které to umožňuje upravte kompresní poměr podle potřeby. Kapacita, která umožňuje výrazně zlepšit efektivitu a výkon. Motor vybavený variabilním kompresním systémem umožňuje dosáhnout perfektního poměru, ať už je vstřikováno velké množství směsi nebo málo.

Pokud například přejdete na „plynový hrot"pro udržení rychlosti, množství směsi To, co jde do spalovací komory, je malý. okamžik, ve kterém kompresní poměr může být starosta bez sebedetonace. Místo toho, pokud požádáme o maximální zrychlení na stejný motor, mix Bude to hodně hojnější a zabere větší objem, takže kompresní poměr přizpůsobí se být méně a zabránit tak jeho předčasnému výbuchu.

V praxi je to patrné tím, že motor s proměnnou kompresí dosahuje více účinnost, protože za každých okolností upravuje kompresní poměr na maximum. Zároveň také umožňuje dosáhnout a výkon velmi vysoká, protože ji můžete nastavit úplně dolů, abyste do komory dostali hodně mixu.

Un dobrým příkladem tohoto typu technologie je motor Infiniti VC-T, luxusní podznačka Nissan. Funguje to díky tomu, že přidávají exocentrickou hřídel a mezilehlé ojnice, které se napojují na klikovou hřídel. Ovladač pohybuje touto sadou dílů, aby posunul zdvih pístů nahoru nebo dolů, aby se změnil kompresní poměr. V následujícím videu se můžete podívat, jak to dělá:

Další zajímavý příklad Je to nové INNEmotorový motor která je ve fázi vývoje. To používá mnohem jednodušší systém k dosažení podobného efektu, protože místo typický klikový hřídel, má sadu vačkových desek nebo sinusových desek.

Související článek:

INN Engine: Co to je? Jak to funguje? Výhody, díly…

Vzorec kompresního poměru

Hodnoty, které se berou v úvahu pro výpočet kompresního poměru (RC), jsou vrtání válce (d), Pístový závod (s), což je vzdálenost, kterou urazí z PMS do PMI, a minimální objem spalovací komory (Vc). Vzorec je následující:

Nicméně tento výpočet kompresního poměru neobsahuje některé detaily který by měl být v případě potřeby doplněn. V závislosti na konfiguraci motoru mohou existovat určité objemy, které nejsou zahrnuty ve vzorci:

• a hlava pístu je konkávní, musíte přidat objem toho otvoru, protože se ani nepřičítá ke zdvihu pístu, ani se nemusí započítávat do objemu spalovací komory. Pokud nejsou k dispozici údaje výrobce, můžete zvolit přímé měření. I když to vyžaduje mít součást po ruce. Jde o to naplnit ji tekutinou, abyste viděli, jaký objem skutečně má. Ve 4.10 tohle video můžete vidět, jak se to dělá. Práce v dílně, která vyžaduje určité vybavení.
• La těsnění hlavy je to také hodnota, kterou je třeba přičíst k minimálnímu objemu spalovacího prostoru, pokud v něm již není zahrnut. V tomto případě je velmi snadné jej získat, protože je změřte svou výšku a znovu použít vzorec pro objem válce.

Obrázek čerpací stanice – Mikel Ortega